(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の内部に導入される被検体内導入装置と、前記被検体内導入装置の動作を制御する制御装置とを備えた被検体内導入システムにおいて、
前記被検体内導入装置は、
前記被検体内導入装置を構成する筐体内に設けられ、磁化方向を有する磁気応答部と、
前記筐体の表面に対して突出および収納が可能である針と、
を備え、
前記制御装置は、
前記被検体内に磁界を発生する磁界発生部と、
前記被検体内導入装置の位置及び姿勢を検出する位置姿勢検出部と、
前記位置姿勢検出部によって検出された前記被検体内導入装置における磁気応答部の磁化方向、前記被検体内導入装置における針の位置、および前記針の先端方向をもとに、前記磁気応答部の方向を変化させる磁界を前記磁界発生部に発生させて、突出した前記針が穿刺対象層に穿刺できるように前記被検体内導入装置全体の方向を変化させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記被検体内導入装置に対してまず針を穿刺する直前の第１の姿勢となるように前記磁界発生部から第１の磁界を発生させると共に前記針を突出させ、続いて前記被検体内導入装置全体の方向を前記第１の姿勢から変化させて前記針を穿刺対象層に穿刺させるべく第２の磁界を発生させることを特徴とする被検体内導入システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記磁界発生部が発生する磁界の方向を変化させることで前記磁気応答部の方向を変化させて前記被検体内導入装置全体の方向を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項３】
前記磁気応答部の磁化方向は、前記筐体の径方向と略平行であることを特徴とする請求項２に記載の被検体内導入システム。 
【請求項４】
前記制御部は、前記磁界発生部に回転磁界を発生させることで前記磁気応答部を回転させて、前記筐体の長軸を中心軸として前記被検体内導入装置全体を回転させることを特徴とする請求項３に記載の被検体内導入システム。 
【請求項５】
前記筐体の外表面に前記被検体内導入装置を推進させる螺旋構造を備えたことを特徴とする請求項４に記載の被検体内導入システム。 
【請求項６】
前記磁気応答部を前記筐体に対して接続し、前記筐体に対する前記磁気応答部の接続状態を固定状態と可動自在状態とに切り替える接続部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の被検体内導入システム。 
【請求項７】
前記磁気応答部の可動自在状態は、前記筐体に対して相対的に回転自在な状態であることを特徴とする請求項６に記載の被検体内導入システム。 
【請求項８】
前記筐体に対する相対的な前記磁気応答部の回転によって前記筐体から前記針を突没させる突没機構を備えたことを特徴とする請求項７に記載の被検体内導入システム。 
【請求項９】
前記被検体内導入装置は、前記筐体に対して固定状態の前記磁気応答部の回転に追従して回転することを特徴とする請求項７に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１０】
前記針は、前記針の先端方向が前記磁気応答部の磁化方向と同一面内となるように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１１】
前記針は、前記突出した針の先端部と前記筐体の長軸とを最短距離で結ぶ直線上において、前記突出した針の先端部と前記筐体の外周部との距離が１ｍｍ以上となる長さを有することを特徴とする請求項１０に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１２】
前記針は、前記針の前記筐体側の母線と、前記母線が前記筐体の外周と交わる点における接線とが成す角が４５°以下であることを特徴とする請求項１１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１３】
前記針は、突出した場合における長さが１．２６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１４】
前記筐体の外径は、２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１５】
前記針の突出した場合における長さ（Ｌ）は、前記筐体の外径（２ｒ）との間で、
Ｌ＋２１／２（ｒ／２）≧（ｒ２／２＋２ｒ＋１）１／２
の関係を有することを特徴とする請求項１１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１６】
前記制御部は、前記磁界発生部が発生する磁界の強度を変化させることで前記磁気応答部の方向を変化させて前記被検体内導入装置全体の方向を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１７】
前記磁気応答部の磁化方向は、前記筐体の長軸方向と略平行であることを特徴とする請求項１６に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１８】
前記針の先端は、３０°の角度でカットされていることを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入システム。 
【請求項１９】
前記針は、カット面が前記筐体に対して外側を向くように前記筐体に設けられることを特徴とする請求項１８に記載の被検体内導入システム。 
【請求項２０】
前記被検体内導入装置は、前記被検体の体内画像を取得する画像取得部を備え、
前記針は、前記筐体から突出した場合、前記画像取得部の視野内に位置することを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体の内部に導入される被検体内導入装置と、被検体内導入装置の動作を制御する制御装置とを備えた被検体内導入システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の分野において、飲込み型のカプセル型内視鏡が開発されている。このカプセル型内視鏡は、撮像機能と無線機能とを備え、体腔内の観察のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、たとえば食道、胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動にしたがって移動し、順次撮像する機能を有する。近年、このようなカプセル型内視鏡として、薬液タンクに接続する針と、この針を突出させるアクチュエータとを設け、病変部などへ薬液を注入できるカプセル型内視鏡が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２２９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のカプセル型内視鏡においては、薬液の注入対象層に針を穿刺する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のカプセル型内視鏡のように、穿刺対象の腸壁に針を単に突出させただけでは、腸壁のたわみや腸壁からの反動によって、うまく針が注入対象層に刺さらない場合が多く、薬液の注入を確実に行なうことができなかった。【０００５】
この発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、針を穿刺対象層に確実に刺すことができる被検体内導入システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる被検体内導入システムは、被検体の内部に導入される被検体内導入装置と、前記被検体内導入装置の動作を制御する制御装置とを備えた被検体内導入システムにおいて、前記被検体内導入装置は、前記被検体内導入装置を構成する筐体内に設けられ、磁化方向を有する磁気応答部と、前記筐体の表面に対して突出および収納が可能である針と、を備え、前記制御装置は、前記被検体内に磁界を発生する磁界発生部と、前記被検体内導入装置における磁気応答部の磁化方向、前記被検体内導入装置における針の位置、および前記針の先端方向をもとに、前記磁気応答部の方向を変化させる磁界を前記磁界発生部に発生させて、突出した前記針が穿刺対象層に穿刺できるように前記被検体内導入装置全体の方向を変化させる制御部と、を備えたことを特徴とする。【０００７】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記制御部は、前記磁界発生部が発生する磁界の方向を変化させることで前記磁気応答部の方向を変化させて前記被検体内導入装置全体の方向を変化させることを特徴とする。【０００８】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記磁気応答部の磁化方向は、前記筐体の径方向と略平行であることを特徴とする。【０００９】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記制御部は、前記磁界発生部に回転磁界を発生させることで前記磁気応答部を回転させて、前記筐体の長軸を中心軸として前記被検体内導入装置全体を回転させることを特徴とする。【００１０】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記筐体の外表面に前記被検体内導入装置を推進させる螺旋構造を備えたことを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記磁気応答部を前記筐体に対して接続し、前記筐体に対する前記磁気応答部の接続状態を固定状態と可動自在状態とに切り替える接続部材を備えたことを特徴とする。【００１２】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記磁気応答部の可動自在状態は、前記筐体に対して相対的に回転自在な状態であることを特徴とする。【００１３】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記筐体に対する相対的な前記磁気応答部の回転によって前記筐体から前記針を突没させる突没機構を備えたことを特徴とする。【００１４】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記筐体に対して固定状態の前記磁気応答部の回転に追従して回転することを特徴とする。【００１５】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針は、前記針の先端方向が前記磁気応答部の磁化方向と同一面内となるように設けられたことを特徴とする。【００１６】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針は、前記突出した針の先端部と前記筐体の長軸とを最短距離で結ぶ直線上において、前記突出した針の先端部と前記筐体の外周部との距離が１ｍｍ以上となる長さを有することを特徴とする。【００１７】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針は、前記針の前記筐体側の母線と、前記母線が前記筐体の外周と交わる点における接線とが成す角が４５°以下であることを特徴とする。【００１８】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針は、突出した場合における長さが１．２６ｍｍ以上であることを特徴とする。【００１９】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記筐体の外径は、２０ｍｍ以下であることを特徴とする。【００２０】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針の突出した場合における長さ（Ｌ）は、前記筐体の外径（２ｒ）との間で、Ｌ＋２１／２（ｒ／２）≧（ｒ２／２＋２ｒ＋１）１／２の関係を有することを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記制御部は、前記磁界発生部が発生する磁界の強度を変化させることで前記磁気応答部の方向を変化させて前記被検体内導入装置全体の方向を変化させることを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記磁気応答部の磁化方向は、前記筐体の長軸方向と略平行であることを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針の先端は、約３０°の角度でカットされていることを特徴とする。【００２４】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記針は、カット面が前記筐体に対して外側を向くように前記筐体に設けられることを特徴とする。【００２５】
また、この発明にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、前記被検体の体内画像を取得する画像取得部を備え、前記針は、前記筐体から突出した場合、前記画像取得部の視野内に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明においては、被検体内導入装置は、筐体の表面に対して突出および収納が可能である針とともに磁化方向を有する磁気応答部を備え、制御装置は、被検体内導入装置における磁気応答部の磁化方向、被検体内導入装置における針の位置、および針の先端方向をもとに、磁気応答部の方向を変化させる磁界を磁界発生部に発生させることによって、突出した針が穿刺対象層に穿刺できるように被検体内導入装置全体の方向を変化させるため、穿刺対象層に針を確実に刺すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるカプセル導入システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示すカプセル型内視鏡の右側面図である。
【図４】図４は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図５】図５は、図１に示すカプセル導入システム１における薬液注入処理を説明する処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図７】図７は、図２に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図８】図８は、図１に示すカプセル型内視鏡の内部構造の他の例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施の形態１におけるカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図１０】図１０は、従来技術におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１１】図１１は、従来技術におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１４】図１４は、従来技術におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２におけるカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図１７】図１７は、図１６に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図１８】図１８は、図１６に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２におけるカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２におけるカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図２１】図２１は、実施の形態３におけるカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図２２】図２２は、図２１におけるＣＣ断面図である。
【図２３】図２３は、図２１および図２２に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図２４】図２４は、図２１および図２２に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図２５】図２５は、従来技術におけるカプセル型内視鏡に設けられた針を説明する図である。
【図２６】図２６は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図２７】図２７は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図２８】図２８は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図２９】図２９は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図３０】図３０は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図３１】図３１は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図３２】図３２は、図２１および図２２に示す針を説明する図である。
【図３３】図３３は、本発明の変形例１にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。
【図３４】図３４は、図３３に示すカプセル型内視鏡のＣＣ断面図である。
【図３５】図３５は、筐体に対する永久磁石の接続状態が固定状態である場合のカプセル型内視鏡の動作を例示する模式図である。
【図３６】図３６は、筐体に対する永久磁石の接続状態が接続部材によって可動自在状態に切り替わった状態を示す模式図である。
【図３７】図３７は、筐体に対する永久磁石の接続状態が可動自在状態である場合のカプセル型内視鏡の動作を例示する模式図である。
【図３８】図３８は、実施の形態４におけるカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図３９】図３９は、図３８に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図４０】図４０は、実施の形態４におけるカプセル型内視鏡の内部構造の他の例を示す模式図である。
【図４１】図４１は、実施の形態４におけるカプセル型内視鏡の内部構造の他の例を示す模式図である。
【図４２】図４２は、実施の形態４におけるカプセル型内視鏡の内部構造の他の例を示す模式図である。
【図４３】図４３は、実施の形態５におけるカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図４４】図４４は、図４３の右側面図である。
【図４５】図４５は、図４３および図４４に示すカプセル型内視鏡に対する方向変化処理を説明する図である。
【図４６】図４６は、本発明の変形例２にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。
【図４７】図４７は、本発明の変形例２にかかるカプセル型内視鏡が撮像視野内に針を突出した状態を示す模式図である。
【図４８】図４８は、本発明の変形例２にかかるカプセル型内視鏡が撮像する画像の一例を示す模式図である。
【図４９】図４９は、変形例３におけるカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。
【図５０】図５０は、図４９に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  カプセル導入システム
２  磁界発生部
３  受信部
４  制御部
５  表示部
６  入力部
７  記憶部
８  磁界制御部
９  電力供給部
１０，１０ａ，２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，３１０，３１０ａ，４１０，４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，５１０，５１０ａ，５１０ｂ  カプセル型内視鏡
１１  アンテナ
１２  撮像素子
１２ａ  レンズ
１２ｂ  ＬＥＤ
１３  薬液タンク
１４  バルブ
１５  アクチュエータ
１６，１１６，３１６  針
１７  制御基板
１８，２１８，３１８，４１８  永久磁石
１９  電池
２２０  錘
３１１  筐体
３１２  突没機構
３１２ａ  ラック
３１２ｂ  ピニオンギア
３１３  回転軸
３１４  軸受け部
３１５  接続状態切替部
３１５ａ  接続部材
３１５ｂ  アクチュエータ
５０２ａ，５０２ｂ  歯車
５０８  高摩擦部材
５０９  摩擦低減部材
５１１  カプセル本体
５１２  シース
５１３  回転アクチュエータ
５１４  患部
５１６  回転針
５１８ａ  回転移動磁石
５１８ｂ  回転磁石
５２０  モータ
５２１  螺旋
５２２  溝
５３３  貫通穴
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施の形態」と称する）である無線型のカプセル導入システムについて説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。【００３０】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１にかかるカプセル導入システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１におけるカプセル導入システム１は、被検体の口から飲み込まれることによって被検体内の体腔内に導入され外部装置と通信するカプセル型のカプセル型内視鏡１０と、被検体周囲に設けられ３次元の回転磁界を発生できる磁界発生部２と、カプセル型内視鏡１０との間で無線通信を行ないカプセル型内視鏡１０が撮像した画像を含む無線信号を受信する受信部３と、カプセル導入システム１の各構成部位を制御する制御部４と、カプセル型内視鏡１０によって撮像された画像を表示出力する表示部５と、カプセル導入システム１における各種操作を指示する指示情報を制御部４に入力する入力部６と、カプセル型内視鏡１０によって撮像された画像情報などを記憶する記憶部７と、磁界発生部２に関与する磁界を制御する磁界制御部８と、磁界制御部８の制御にしたがった電力を磁界発生部２に供給する電力供給部９とを備える。受信部３は、カプセル型内視鏡１０から送信された信号の受信強度をもとに、カプセル型内視鏡１０の被検体内の位置および姿勢を検出する。【００３１】
つぎに、図１に示すカプセル型内視鏡１０について説明する。図２および図４は、図１に示すカプセル型内視鏡１０の内部構造を示す模式図であり、図３は、図２に示すカプセル型内視鏡１０の右側面図である。図２に示すように、カプセル型内視鏡１０は、受信部３に無線信号を送信するアンテナ１１、反射光を集光するレンズ１２ａ、観察視野Ｆｇに光を照射するＬＥＤ１２ｂ、被検体の体腔内を撮像する撮像素子１２、被検体内の所定部に注入される薬液を貯蔵する薬液タンク１３、図示しない駆動部材の駆動によって薬液タンク１３開口を開閉するバルブ１４、モータなどを内蔵したアクチュエータ１５、薬液タンク１３内に貯蔵された薬液を被検体内の所望部位に注入するための針１６、アンテナ１１が受信した受信部３からの無線信号にしたがってカプセル型内視鏡１０の各構成部位を制御する制御回路が構成された制御基板１７、永久磁石１８、およびカプセル型内視鏡１０の各構成部位に電力を供給する電池１９を有する。針１６は、カプセル型内視鏡１０の筐体の表面に対して突出および収納が可能である。そして、永久磁石１８の磁化方向は、カプセル型内視鏡１０を構成する筐体の長軸方向と略平行となるようにカプセル型内視鏡１０内に設けられる。また、図３に示すように、ＬＥＤ１２による光が観察視野Ｆｇを照射できるように、カプセル型内視鏡１０の撮像素子１２側の筐体の先端は、透明部材で構成されている。【００３２】
アクチュエータ１５と針１６の後端とは接続している。そして、アクチュエータ１５は、制御基板１７の制御のもと、たとえば図２の左右方向に移動可能である。このため、アクチュエータ１５が図２に示す状態から図４の矢印Ｙ１０ａに示すように図４の右方向に移動した場合、針１６は、図４の矢印Ｙ１０ｂに示すように、アクチュエータ１５の動作にしたがって右方向に移動し、カプセル型内視鏡１０外に突出する。針１６がカプセル型内視鏡１０外に突出した場合、針１６の先端が観察視野Ｆｇ内に入るように針１６のカプセル型内視鏡１０内における設置位置、レンズ１２ａの設置位置、レンズ１２ａの集光能力、ＬＥＤ１２ｂの照射範囲などが設定されている。このため、カプセル導入システム１のユーザは、表示部５に表示される撮像素子１２によって撮像された画像を確認することによって、針１６がカプセル型内視鏡１０外に突出したか否かを判断することができるとともに、針の穿刺状態、薬液注入時の状態を確認することができる。【００３３】
また、アクチュエータ１５が図４に示す状態から図４の左方向に移動した場合、針１６は、アクチュエータ１５の動作にしたがって右方向に移動し、カプセル型内視鏡１０内に収納されることとなる。このため、アクチュエータ１５および制御基板１７は、針１６に対して突出動作および収納動作を行なわせることができる機能を有する。針１６は、図２および図４に示すように、突出した針１６の先端方向がカプセル型内視鏡１０の長軸方向と略平行となるようにカプセル型内視鏡１０内に設けられる。このため、針１６は、カプセル型内視鏡１０の長軸方向と略平行に突出または収納する。さらに、突出した針１６の先端方向と永久磁石１８の磁化方向とは、略平行となる。なお、アクチュエータ１５は、電池１９から供給された電力を用いて動作を行なう。【００３４】
つぎに、図５を参照して、図１に示すカプセル導入システム１における薬液注入処理について説明する。図５は、図１に示すカプセル導入システム１における薬液注入処理を説明する処理手順を示すフローチャートである。【００３５】
まず、図１に示すカプセル導入システム１においては、カプセル型内視鏡１０が被検体内に取り込まれカプセル型内視鏡１０と受信部３との通信処理が開始する。そして、受信部３は、カプセル型内視鏡１０から送信される無線信号を処理して、カプセル型内視鏡１０が撮像した画像を含む画像情報を順次制御部４に出力する。表示部５は、制御部４の制御のもと、カプセル型内視鏡１０が撮像した画像を順次表示出力する。この場合、受信部３は、カプセル型内視鏡１０から送信された無線信号を処理してカプセル型内視鏡１０が撮像した画像を出力するとともに、カプセル型内視鏡１０から送信された各無線信号の受信強度をもとに、カプセル型内視鏡１０の被検体内における位置および方向を検出する位置・方向検出処理を行なう（ステップＳ２）。この受信部３による位置・方向検出処理の結果は、制御部４に出力され、表示部５は、制御部４の制御のもと、画像を表示するとともに、この表示画像を撮像したときのカプセル型内視鏡１０の位置および方向を表示出力する。なお、カプセル型内視鏡１０の撮像処理と表示部５の画像表示とは、ほぼリアルタイムで行なわれるとみなしてよいため、カプセル導入システム１のユーザは、表示部５に表示された画像の撮像位置にカプセル型内視鏡１０が位置するものとして、診断や薬液注入などを指示することができる。【００３６】
次いで、制御部４は、入力部６から穿刺位置近傍である旨を示す指示情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ４）。カプセル型内視鏡１０のユーザは、表示部５に表示された画像、カプセル型内視鏡１０の位置、方向を確認することによって、カプセル型内視鏡１０が針１６の穿刺位置近傍であると判断した場合、入力部６を操作し、穿刺位置近傍である旨を示す指示情報を入力する。制御部４が入力部６から穿刺位置近傍である旨を示す指示情報を受信しないと判断した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、受信部３は、カプセル型内視鏡１０に対する位置・方向検出処理を再度行なう（ステップＳ２）。【００３７】
これに対し、制御部４が入力部６から穿刺位置近傍である旨を示す指示情報を受信したと判断した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、カプセル導入システム１は、入力部６からの指示情報をもとにカプセル型内視鏡１０をカプセル型内視鏡１０が針１６による穿刺直前にとるべき所望姿勢となるようにカプセル型内視鏡１０の移動および方向を変更するカプセル移動処理を行なう（ステップＳ６）。具体的には、ユーザが入力部６を操作し、カプセル型内視鏡１０を移動させる位置およびカプセル型内視鏡１０の姿勢を指示する指示情報を入力する。入力部６は、カプセル型内視鏡１０を移動させる位置およびカプセル型内視鏡１０の姿勢を指示する指示情報を制御部４に入力し、磁界制御部８は、制御部４を介して入力された指示情報にしたがって、カプセル型内視鏡１０が針１６による穿刺直前にとるべき所望姿勢となるようにカプセル型内視鏡１０の永久磁石１８の位置および方向を変化させる磁界を磁界発生部２に発生させる。この場合、磁界制御部８は、カプセル型内視鏡１０における永久磁石１８の磁化方向、カプセル型内視鏡１０における針１６の位置、および針１６の先端方向をもとに、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１８の位置および方向を変化させる磁界を磁界発生部２に発生させる。また、磁界制御部８は、カプセル型内視鏡１０が位置および方向を変化可能である強度の磁界を磁界発生部２に発生させる。このようにして、制御部４は、針１６による穿刺直前にとるべき所望姿勢となるようにカプセル型内視鏡１０全体の方向および位置を変化させる。【００３８】
つぎに、カプセル導入システム１は、カプセル型内視鏡１０内の針１６を突出させる針突出処理を行なう（ステップＳ８）。具体的には、ユーザが入力部６を操作し、針突出を指示する指示情報を入力する。入力部６は、針突出を指示する指示情報を制御部４に入力し、受信部３は、制御部４の制御のもと、針突出を指示する無線信号をカプセル型内視鏡１０に送信する。そして、カプセル型内視鏡１０においては、アンテナ１１は、受信部３から送信された針突出を指示する無線信号を受信し、アクチュエータ１５は、制御基板１７の制御のもとアンテナ１１が受信した指示信号にしたがって動作し、針１６をカプセル型内視鏡１０外に突出させる。【００３９】
そして、カプセル導入システム１は、突出した針１６が穿刺対象層に穿刺できるようにカプセル型内視鏡１０全体の方向を変化させるカプセル方向変化処理を行なう（ステップＳ１０）。具体的には、ユーザが入力部６を操作し、カプセル型内視鏡１０を変化させる方向を指示する指示情報を入力する。入力部６は、カプセル型内視鏡１０の変化方向を指示する指示情報を制御部４に入力し、磁界制御部８は、制御部４を介して入力された指示情報にしたがって、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１８の方向を変化させる磁界を磁界発生部２に発生させる。この場合、磁界制御部８は、カプセル型内視鏡１０における永久磁石１８の磁化方向、カプセル型内視鏡１０における針１６の位置、および針１６の先端方向をもとに、カプセル型内視鏡１０の永久磁石１８の方向を変化させる磁界を磁界発生部２に発生させる。この結果、永久磁石１８の方向変化にともなって、カプセル型内視鏡１０全体の方向も変化させることができる。このようにして、カプセル導入システム１は、突出した針１６が穿刺対象層に穿刺できるようにカプセル型内視鏡１０全体の方向を変化させて、穿刺対象層に針１６を穿刺する。【００４０】
次いで、カプセル導入システム１は、カプセル型内視鏡１０の薬液タンク１３を開栓する開栓処理を行ない（ステップＳ１２）、針１６を介して薬液タンク１３内の薬液を対象となる領域に注入する。具体的には、ユーザが入力部６を操作し、薬液注入を指示する指示情報を入力する。入力部６は、薬液注入を指示する指示情報を制御部４に入力し、受信部３は、制御部４の制御のもと、バルブ１４の開動作を指示する無線信号をカプセル型内視鏡１０に送信する。そして、カプセル型内視鏡１０においては、受信した無線信号にしたがって、バルブ１４を開き、この結果、薬液タンク１３内の薬液が針１６を介して、対象となる領域に注入される。【００４１】
そして、制御部４は、薬液タンク１３内の薬液が注入されているか否かを判断し（ステップＳ１３）、薬液タンク１３内の薬液が注入されていないと判断した場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、カプセル型内視鏡１０の薬液タンク１３を閉栓する閉栓処理を行なった後に（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に戻ってカプセル方向変化処理を行なう。このように、薬液注入対象となる腸壁などに薬液が注入されていない場合には、一度カプセル型内視鏡１０の薬液タンク１３を開栓してから、改めてカプセル型内視鏡１０の方向を変化させる処理を行なうことによって、より確実な注入が可能になる。そして、制御部４は、薬液タンク１３内の薬液が注入されていると判断した場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、薬液注入時間などをもとに薬液注入が終了したか否かを判断する（ステップＳ１５）。制御部４は、薬液注入が終了していないと判断した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、このステップＳ１５を繰り返す。すなわち、制御部４は、薬液の注入が終了したと判断できるまでステップＳ１５の判断処理を繰り返す。制御部４は、薬液注入が終了したと判断した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、バルブ１４を閉じて突出した針１６をカプセル型内視鏡１０内に収納する針収納処理を行なう（ステップＳ１６）。具体的には、受信部３は、バルブ１４の閉動作および針収納を指示する無線信号をカプセル型内視鏡１０に送信する。そして、カプセル型内視鏡１０においては、受信した無線信号にしたがって、バルブ１４が閉じられる。次いで、アクチュエータ１５は、制御基板１７の制御にしたがって動作し、針１６をカプセル型内視鏡１０内に収納する。このように、カプセル導入システム１においては、薬液の注入処理が行なわれる。【００４２】
つぎに、図５に示すカプセル方向変化処理について詳細に説明する。図６は、図２〜図４に示すカプセル型内視鏡１０に対する方向変化処理を説明する図であり、カプセル型内視鏡１０の長軸方向の長さよりも上下方向が広い胃などの空間を例に示す。図６（１）に示すように、磁界発生部２は、胃壁Ｗｓ表面と平行である向きの磁界Ｍ１１をカプセル型内視鏡１０に与え、胃壁Ｗｓ上のカプセル型内視鏡１０を穿刺直前にとるべき所望姿勢とする。【００４３】
その後、カプセル型内視鏡１０においては、図６（１）に示すように針１６が突出する。そして、磁界発生部２は、図６（２）の磁界Ｍ１２に示すように、突出した針１６の先端が胃壁Ｗｓ側を向くように、カプセル型内視鏡１０に与えていた磁界の向きを斜め方向に変化させる。この結果、カプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８の方向は、磁界Ｍ１２の磁界方向にしたがって胃壁Ｗｓに対し傾斜する方向に変化する。そして、永久磁石１８の傾斜にともない、カプセル型内視鏡１０全体の方向も傾斜し、カプセル型内視鏡１０は胃壁Ｗｓから後端部が持ち上がる状態となる。この場合、カプセル型内視鏡１０のほぼ全体の重量が、胃壁Ｗｓ側を向いていた針１６の先端にかかるため、針１６の先端方向に大きな力がかかることになり、針１６が胃壁Ｗｓに穿刺される。【００４４】
次いで、図６（２）の矢印Ｙ１１に示すようにカプセル型内視鏡１０の長軸と胃壁Ｗｓ表面とが平行になるように、傾斜させていた磁界Ｍ１２の方向を図６（３）の磁界Ｍ１３に示すように元に戻す。この結果、カプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８の方向は、図６（３）に示すように、胃壁Ｗｓと略平行となるように変化し、この永久磁石１８の方向変化にともない、カプセル型内視鏡１０の長軸方向が胃壁Ｗｓと略平行となるように、カプセル型内視鏡１０の方向が変化する。そして、胃壁Ｗｓに刺さっていた針１６も胃壁Ｗｓと略平行となるように方向が変化する。この針１６の方向変化によって、図６（３）の矢印Ｙ１２に示すように針１６で胃壁Ｗｓをすくい上げるような動作が可能となり、より確実に針１６を胃壁Ｗｓに刺すことが可能になる。その後、バルブ１４が開かれ、薬液タンク１３内の薬液が胃壁Ｗｓ内に注入される。【００４５】
また、図７を参照して、カプセル型内視鏡１０の外径と同程度の内径を有する小腸などの狭い空間における場合について説明する。この場合、磁界発生部２は、図６（１）と同様に、図７（１）に示すように、腸壁Ｗｉ表面と平行である向きの磁界Ｍ１４をカプセル型内視鏡１０に与え、腸壁Ｗｉ上のカプセル型内視鏡１０を穿刺直前にとるべき所望姿勢とする。その後、カプセル型内視鏡１０においては、針１６が突出する。そして、磁界発生部２は、図７（２）の磁界Ｍ１５に示すように、突出した針の先端が腸壁Ｗｉ側を向くように磁界の向きを斜め方向に変化させる。この結果、カプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８の方向は、磁界Ｍ１５の磁界方向にしたがって傾斜する方向に変化し、カプセル型内視鏡１０全体の方向も傾斜する。そして、腸壁Ｗｉに傾斜したカプセル型内視鏡１０から張力が与えられ腸壁Ｗｉが伸び広げられるとともに、領域Ｓ１１のように伸展した腸壁Ｗｉに針１６が接触する。この場合、腸壁の弾性力（反力）が傾斜した針１６の先端にかかるため、針１６の先端方向に大きな力がかかることなり、針１６が腸壁Ｗｉに穿刺される。さらに、針１６を重力方向に傾けた場合には、カプセル型内視鏡１０と腸壁の重量とを針１６の先端にかけることができる。【００４６】
次いで、図７（２）の矢印Ｙ１５に示すようにカプセル型内視鏡１０が腸壁Ｗｉ上に平行となるように、傾斜させていた磁界Ｍ１５の方向を図７（３）の磁界Ｍ１６のように元に戻す。この結果、カプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８の方向は、図７（３）に示すように、腸壁Ｗｉと略平行となるように変化し、カプセル型内視鏡１０の方向が元に戻る。そして、腸壁Ｗｉに刺さっていた針１６も腸壁Ｗｉと略平行となるように方向が変化する。この針１６の方向変化によって、図７（３）の矢印Ｙ１６に示すように針１６で腸壁Ｗｉをすくい上げるような動作が可能となり、より確実に針１６を腸壁Ｗｉに刺すことが可能になる。その後、バルブ１４が開かれ、薬液タンク１３内の薬液が腸壁Ｗｉ内に注入される。【００４７】
このように、実施の形態１においては、永久磁石１８に与える磁界の向きを変化させてカプセル型内視鏡１０全体の向きを変化させることによって、針１６に大きな動きを与えることができるため、針１６を穿刺対象層に確実に刺すことができる。また、実施の形態１においては、カプセル型内視鏡１０の長軸方向（観察方向）とカプセル型内視鏡１０内の永久磁石１８の磁化方向とが一致するため、印加する磁界の方向にカプセル型内視鏡１０の長軸方向を変化することができることから、発生させた磁界に対してカプセル型内視鏡１０の長軸方向を一意に決定することができる。さらに、実施の形態１においては、針１６の先端方向と磁化方向とが略平行であるため、印加した磁界の方向に針１６を穿刺できることから、穿刺方向を一意に決定することができる。【００４８】
なお、ユーザは、磁界を変化させる方向を、表示部５に表示された被検体内画像を見ながら指示してもよいし、受信部３によるカプセル型内視鏡１０の位置・方向検出結果をもとに指示してもよい。ユーザは、被検体画像を見ながらカプセル型内視鏡１０の方向を指示する場合には、針１６を突出させていない状態で磁界を印加し、実際に発生させる磁界の方向を確認した後に、針１６を突出させ磁界印加を指示してもよい。【００４９】
また、胃などの広い空間では、当然ながらカプセル型内視鏡１０の鉛直上には空間があり、カプセル型内視鏡１０は、胃壁Ｗｓの傾きが小さい（水平に近い）位置に、長軸方向が胃壁Ｗｓ表面と略平行となるように胃壁Ｗｓ上に安定に存在する。このため、鉛直である方向の磁界を印加した場合には、永久磁石１８の磁化方向が鉛直方向となるように永久磁石１８が立ち上がり、これにともないカプセル型内視鏡１０も立ち上がることが確実であると考えられるため、ユーザは、カプセル型内視鏡１０を立ち上げる場合には、単に鉛直である磁界を指示すればよい。【００５０】
また、小腸などの狭い空間においては、図７（２）のように傾斜した磁界Ｍ１５を印加しカプセル型内視鏡１０の傾斜による張力を腸壁Ｗｉにかけて腸壁Ｗｉを十分に伸展させた後に、針１６を突出してもよい。先に針１６を突出させた後にカプセル型内視鏡１０を傾斜させた場合には、カプセル型内視鏡１０の傾斜の運動量や腸壁Ｗｉのはね返りによって針１６がカプセル型内視鏡１０内に押し戻される場合も考えられる。このため、カプセル型内視鏡１０を傾斜させて腸壁Ｗｉを伸展させた後に針１６を突出した場合には、さらに確実に針１６を腸壁Ｗｉに刺すことができるものと考えられる。【００５１】
また、実施の形態１においては、図６（２）および図６（３）または図７（２）および図７（３）に示すように、磁界発生部２によって印加される磁界の方向を変化させることによってカプセル型内視鏡１０の方向を変化させた場合を例に説明したが、もちろんこれに限らない。たとえば、磁界制御部８は、カプセル型内視鏡１０を傾斜させるために印加していた磁界Ｍ１２，Ｍ１５の印加を停止し、発生磁界を０にする。この場合には、傾斜していたカプセル型内視鏡１０は、カプセル型内視鏡１０自体の重みで胃壁Ｗｓ，Ｗｉ上に倒れ、この結果、胃壁Ｗｓ，Ｗｉに先端が接していた針１６がすくい上げられるように動作し、胃壁Ｗｓ，Ｗｉに確実に穿刺される。このように、磁界発生部２が発生する磁界の強度を変化させることで永久磁石１８の方向を変化させてカプセル型内視鏡１０全体の方向を変化させてもよい。【００５２】
また、突出した場合における針１６の先端方向と、針１６が突出および収納する方向とが異なるように針１６を設けて、針１６の穿刺時における腸壁などからの反力によってアクチュエータ１５が受ける影響を軽減してもよい。【００５３】
具体的には、図８のカプセル型内視鏡１０ａに示すように、突出した場合における針１６の先端方向がカプセル型内視鏡１０ａの長軸方向と略平行となるようにする。そして、矢印Ｙ１７に示すように、この針１６がカプセル型内視鏡１０ａの長軸方向とは異なる突出方向でカプセル型内視鏡１０ａ外に突出するように設定する。【００５４】
ここで、図６（２）または図７（２）に示す場合と同様に、傾斜した磁界が印加されることによってカプセル型内視鏡１０ａ全体が傾斜した場合、カプセル型内視鏡１０ａによる張力に反して腸壁から撥ね返った反力Ｐ１がカプセル型内視鏡１０ａに加えられる。この反力Ｐ１は、傾斜した磁界方向に反するように、カプセル型内視鏡１０ａの長軸と平行である向きで撥ね返ってくる。図２〜図４に示すカプセル型内視鏡１０においては、カプセル型内視鏡１０の長軸方向と略平行に針１６が移動するようにアクチュエータ１５が設定されているため、図８に示すように針１６の収納方向と同じ方向の反力Ｐ１が加えられた場合には、この反力Ｐ１によって突出していた針１６がカプセル型内視鏡１０内に押し戻される場合もあった。これに対し、カプセル型内視鏡１０ａにおいては、たとえば針１６の先端方向と同じ方向の反力Ｐ１が加えられた場合であっても、針１６が突出または収納する方向が反力Ｐ１と異なるため、針１６の先端方向と針１６の突出方向とが同じ場合と比較し、反力Ｐ１によって受ける影響が少なく、針１６が押し戻されることがない。したがって、針１６を適切に穿刺対象層に刺すことができる。【００５５】
また、磁界発生部２は、磁界制御部８の制御のもと、図６（２）、図６（３）または図７（２）、図７（３）において針１６を胃壁Ｗｓまたは腸壁Ｗｉ内に刺すときに、磁界Ｍ１２，Ｍ１５の磁束密度を磁界方向に変化させて、磁界方向に磁気引力を生じさせてもよい。この場合、永久磁石１８の磁化方向と針１６の先端方向とが略平行であり、永久磁石１８は磁気引力によって磁界方向に移動する。このため、針１６は、磁気引力によって腸壁Ｗｉ，Ｗｓに強く押し付けられる力を受け、胃壁Ｗｓ内に確実に刺さる。もちろん図９（１）に示すように針１６の先端方向と永久磁石１８の磁化方向とが厳密に平行でない場合も同様に、磁界発生部２は、磁界制御部８の制御のもと、磁束密度が磁界方向に変化する勾配磁界Ｍ１７を永久磁石１８に与え、矢印Ｙ１７ａの方向の磁気引力を発生させて、カプセル型内視鏡全体の矢印Ｙ１７ａの方向への移動によって針１６を胃壁Ｗｓに強く押し付けてもよい。図９に示す場合のように針１６の先端方向と永久磁石１８の磁化方向とが平行でない場合には、永久磁石１８の磁化方向と平行な磁気引力が、針１６の穿刺方向にかかるようにするためには、図９（２）に示す針１６の先端方向と永久磁石１８の磁化方向とが成す角の角度θ１１が４５°以下である必要がある。角度θ１１が４５°以下である場合には、図９（２）のように矢印Ｙ１７ａ方向の磁気引力が針１６の穿刺方向にかかるため、矢印Ｙ１７ｂに示すように、針１６は磁気引力によって胃壁Ｗｓに押し付けられ、確実に刺さることができる。さらに、角度θ１１が３０°以下の場合には磁気引力の８０％以上の成分を針１６の穿刺方向に与えることができるため、角度θ１１を３０°以下にすることが望ましい。【００５６】
ところで、一般的に、通常の注射針は、深く刺せるように、鋭い角度で２段階にわたってカットすることによって針の先端を鋭くしている。図１０に示すように、たとえば針１１６の先端をまず約１２°でカットしてから、図１１に示すように、このカット面の斜め方向１５°の角度でカットしている。これに対し、カプセル型内視鏡においては、腸壁や胃壁などが穿刺対象層であるため、通常の注射針のように深く刺す必要がない。カプセル型内視鏡においては、所定厚さの穿刺対象層に選択して針を確実に刺すことが要求される。このため、図１２および図１３に示すように、穿刺対象層に選択的に針１６が確実に刺さるように、針１６の先端は、通常の注射針の角度よりも大きい約３０°の角度でカットされている。【００５７】
また、通常の注射針のように鋭い角度で２段階にわたってカットした場合、約３０°でカットした図１３の針１６における吐出口面積Ｓ１６よりも、図１１の針１１６の吐出口面積Ｓ１１６に示すように面積が広い吐出口となる。さらに、図１４に示すように、カット面が穿刺対象層の表面にほぼ垂直となるように針１１６が穿刺対象層である腸壁Ｗｉに刺さった場合、吐出口面積が広いため、吐出口の一部しか穿刺対象層に刺さらない場合があった。この場合、薬液が穿刺対象層に刺さっていない部分から漏れてしまい、薬液を適切に穿刺対象層に注入することができなかった。【００５８】
このような薬液Ｌｄの注入不良を改善するため、図１５に示すように、針１６のカット面が穿刺対象層の表面と略平行になるように針１６をカプセル型内視鏡の筐体に設ければよい。針１６のカット面は、従来の注射針よりも大きな角度でカットされているため、針１６は、吐出口面積が穿刺対象層に適切に穿刺できるように設定される上、針１６のカット面が穿刺対象層の表面と略平行になるようにカプセル型内視鏡の筐体に設けられていることから、カット面の吐出口すべてが穿刺対象層に刺さることが可能になり、薬液Ｌｄを適切に穿刺対象層内に注入することができる。なお、針１６のカット面が穿刺対象層の表面と略平行になるように針１６をカプセル型内視鏡の筐体に設けるには、針１６のカット面がカプセル型内視鏡１０，１０ａの筐体に対して外側を向くようにすればよい。【００５９】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。図１６は、実施の形態２におけるカプセル型内視鏡の内部構成を示す図である。なお、実施の形態２にかかるカプセル導入システムは、図１と同様の構成を有し、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、薬液の注入を行なうことができる。【００６０】
実施の形態２にかかるカプセル導入システムにおいては、図１６に示すように、カプセル型内視鏡を構成する筐体の径方向と磁化方向が略平行となる永久磁石２１８を有するカプセル型内視鏡２１０を使用する。カプセル型内視鏡２１０の径方向とカプセル型内視鏡２１０内の永久磁石２１８の磁化方向とが一致するため、印加する磁界の方向にカプセル型内視鏡２１０の径方向を変化させることができる。このため、カプセル型内視鏡２１０に回転磁界を与えた場合には、回転磁界の回転にしたがってカプセル型内視鏡２１０も回転することとなる。【００６１】
また、針１６の先端方向は径方向と略並行であり、針１６は、アクチュエータ１５の駆動にしたがってカプセル型内視鏡２１０の径方向に突出または収納する。したがって、永久磁石１８の磁化方向と針１６の先端方向とは略平行となる。針１６の先端方向と磁化方向とが略平行であるため、印加した磁界の方向に針１６を穿刺できることから、穿刺方向を一意に決定することができる。なお、針１６は、針１６の先端方向がカプセル型内視鏡２１０の筐体の長軸に垂直な平面と略平行に設けられることとなる。【００６２】
つぎに、カプセル型内視鏡２１０を使用した場合におけるカプセル方向変化処理について詳細に説明する。たとえば、図１７に示すように狭い空間における場合について説明する。この場合、磁界発生部２は、図１７（１）に示すように、腸壁Ｗｉ内の穿刺対象位置に針位置を合わせるための回転磁界Ｍ２１ａをカプセル型内視鏡２１０に与え、カプセル型内視鏡２１０を穿刺直前にとるべき所望姿勢とする。【００６３】
その後、カプセル型内視鏡２１０においては、針１６が突出する。そして、磁界発生部２は、磁界の向きを斜め方向に変化させた磁界Ｍ２１ｂをカプセル型内視鏡２１０に与える。すなわち、磁界発生部２は、磁界制御部８の制御のもと、突出した針１６の先端が穿刺対象層側を向くように、永久磁石１８を傾斜させる磁界を発生して、カプセル型内視鏡２１０全体を傾斜させる。この結果、カプセル型内視鏡２１０内の永久磁石２１８の方向は、磁界Ｍ２１ｂの磁界方向にしたがって斜めに変化し、図１７（２）の矢印Ｙ２１に示すように、カプセル型内視鏡２１０全体の方向も傾斜する。そして、腸壁Ｗｉに傾斜したカプセル型内視鏡２１０から張力が与えられ腸壁Ｗｉが伸び広げられるとともに、伸展した腸壁Ｗｉに接触していた針１６の先端に腸壁の弾性力（反力）がかかるため、針１６の先端方向に大きな力がかかることとなり、針１６が腸壁Ｗｉに確実に穿刺される。さらに、針１６を重力方向に傾けた場合は、カプセル型内視鏡２１０と腸壁の重力とを針１６の先端にかけることができる。なお、実施の形態２においては、針１６を突出させた後に磁界Ｍ２１ａの方向を変えるほか、磁界Ｍ２１ａの方向を変えてカプセル型内視鏡２１０を傾斜した後に針１６を突出させてもよい。【００６４】
したがって、実施の形態２のように永久磁石２１８の磁化方向と針１６の先端方向とをカプセル型内視鏡の径方向に略平行に設けた場合においても、永久磁石２１８に与える磁界の向きを変化させることによって、カプセル型内視鏡２１０全体の向きの変化による大きな動きを針１６に与えて針１６を穿刺対象層に確実に刺すことができる。【００６５】
なお、広い空間においては、図１８（１）に示すように、まず、磁界発生部２は、胃壁Ｗｓと平行である磁界Ｍ２２をカプセル型内視鏡２１０ａに与える。この場合、カプセル型内視鏡２１０ａ内の永久磁石２１８の方向が磁界Ｍ２２の磁界方向にしたがって変化することにともない、カプセル型内視鏡２１０ａの長軸が胃壁Ｗｓと垂直になるように方向が変化する。すなわち、カプセル型内視鏡２１０ａは、胃壁Ｗｓ上に立つような姿勢になる。また、針１６の先端は、この磁界Ｍ２２と同じ方向を向くように突出する。そして、磁界発生部２は、図１８（２）に示すように、突出した針１６の先端方向と同じ方向の磁界Ｍ２２ではなく、胃壁Ｗｓ方向へ向かう矢印Ｙ２２にしたがって方向を徐々に変化させた磁界Ｍ２３ａ，Ｍ２３ｂ，Ｍ２３ｃを順次カプセル型内視鏡２１０ａに与える。この結果、永久磁石２１８が矢印Ｙ２２にしたがって方向を変化させ、これにともないカプセル型内視鏡２１０ａも矢印Ｙ２２のように針１６が突出した側に倒れる。このカプセル型内視鏡２１０ａが倒れることによる運動量によって、針１６を穿刺対象層に確実に刺すことが可能になる。【００６６】
また、カプセル型内視鏡２１０ａに示すように、カプセル型内視鏡２１０ａを立たせた時に胃壁Ｗｓ側にしたい面Ｓ（図１８（１）においてはカプセル型内視鏡２１０ａの下側の面となる。）を平坦にし、さらに面Ｓ側に錘２２０を設けて、カプセル型内視鏡２１０ａを所望の向きで安定して胃壁Ｗｓ上に立たせるようにしてもよい。また、図１８のように錘２２０を新たに設けるほか、カプセル型内視鏡２１０ａを立たせた時に胃壁Ｗｓ側にしたい面Ｓ側に永久磁石２１８を設けることによって錘としての機能を持たせてもよい。【００６７】
また、実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、胃壁Ｗｓ，Ｗｉ内に刺すときに磁気引力を発生させて、この磁気引力を針１６に加えて針を刺してもよい。この場合、磁界発生部２は、磁束密度を磁界方向に変化させた磁界をカプセル型内視鏡２１０に与える。この結果、永久磁石２１８の磁化方向に磁気引力が生じ、この磁気引力によって、針１６を穿刺することができる。【００６８】
また、磁界発生部２は、磁束密度を磁界方向に変化させるほか、磁束密度を磁界方向と垂直方向に変化させた勾配磁界をカプセル型内視鏡に与えてもよい。たとえば、図１９（１）に示すように、永久磁石２１８の磁化方向の垂直方向に磁束密度が変化した磁界Ｍ２４を与えた場合である。この場合、図１９（１）の矢印Ｙ２４ａの方向に磁気引力が生じ、この磁気引力にしたがってカプセル型内視鏡２１０ｂも矢印Ｙ２４ａの方向に移動する。これにともない、カプセル型内視鏡２１０ｂから突出していた針１６も矢印Ｙ２４ｂの方向に移動する。なお、カプセル型内視鏡２１０ｂにおいては、針１６をすくい上げるように穿刺するため、針１６の先端方向と永久磁石２１８の磁化方向とを略平行とはしていない。永久磁石１８の磁化方向と垂直である磁気引力が針１６の穿刺方向にかかるようにするため、図１９（２）に示すように、針１６の先端方向と永久磁石２１８の磁化方向とが成す角の角度θ２１が４５°以上となるように、針１６を設けている。角度θ２１を４５°以上とした場合には、図１９（２）に示すように、針１６の穿刺方向に矢印Ｙ２４ａの方向の磁気引力がかかるようになるため、矢印Ｙ２４ｂの方向に針１６が胃壁Ｗｓに押し付けられて確実に刺さる。さらに、角度θ２１が６０°以上の場合には磁気引力の８０％以上の成分を針１６の穿刺方向に与えることができるため、角度θ２１を６０°以下にすることが望ましい。【００６９】
また、図８のカプセル型内視鏡１０ａと同様に、図２０（１）のカプセル型内視鏡２１０ｃのように、突出した場合における針１６の先端方向と、矢印Ｙ２５ａに示す針１６が突出または収納する方向とが異なるように針１６を設けてもよい。図２０（２）に示すように、カプセル型内視鏡２１０ｃが倒れて針１６が胃壁Ｗｓに穿刺される場合、カプセル型内視鏡２１０ｃには、針１６の矢印Ｙ２６に示す収納方向とは異なる向きの反力Ｐ２６が胃壁Ｗｓにかかるため、針１６がカプセル型内視鏡２１０ｃ内に押し戻されることはない。【００７０】
さらに、図２０（１）に示すように、永久磁石２１８をカプセル型内視鏡２１０ｃの径方向に対し傾くように設けてもよい。この場合、鉛直方向の磁界Ｍ２５が印加された場合、永久磁石２１８が磁界Ｍ２５と同じ方向となるように方向を変化させるため、カプセル型内視鏡２１０ｃ本体は、胃壁Ｗｓに対して傾斜するように立ち上がることとなる。そして、針１６は、カプセル型内視鏡２１０ｃ本体が胃壁Ｗｓから立ち上がったときに、カプセル型内視鏡２１０ｃの胃壁Ｗｓ側の傾斜面から突出するように設けられる。これによって、磁界Ｍ２５が印加された場合には針１６の先端が確実に胃壁Ｗｓに向くように位置決めできる。そして、磁界Ｍ２５の印加が停止された場合、傾いたカプセル型内視鏡２１０ｃ自体の重みによって、矢印Ｙ２５ｂのようにカプセル型内視鏡２１０ｃが針１６を下にした状態のまま倒れ、確実に針１６を胃壁Ｗｓに刺すことができる。【００７１】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。図２１は、実施の形態３におけるカプセル型内視鏡の内部構成を示す図である。また、図２２は、図２１におけるＣＣ断面図である。なお、実施の形態３にかかるカプセル導入システムは、図１と同様の構成を有し、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、薬液の注入を行なうことができる。【００７２】
実施の形態３にかかるカプセル導入システムにおいては、図２１に示すように、カプセル型内視鏡２１０と同様に、筐体の径方向と磁化方向が略平行となる永久磁石３１８を有するカプセル型内視鏡３１０を使用する。【００７３】
そして、図２１および図２２に示すように、アクチュエータ１５は、針３１６の後端と、９０°以上１３５°以下の角度を成すように接続する。このため、アクチュエータ１５が図２２（２）の矢印Ｙ３１のようにカプセル型内視鏡３１０の外周側に移動した場合、針３１６は、矢印Ｙ３２に示すようにカプセル型内視鏡３１０の外表面に突出する。したがって、突出した場合における針３１６の先端方向と針３１６が突出または収納する方向とが異なるため、カプセル型内視鏡３１０の矢印Ｙ３１方向への移動により腸壁などから反力Ｐ３１を受けた場合であっても、突出していた針３１６がカプセル型内視鏡３１０に押し戻されることはない。【００７４】
このカプセル型内視鏡３１０においては、カプセル型内視鏡３１０の径方向とカプセル型内視鏡３１０内の永久磁石３１８の磁化方向とが一致するため、印加する磁界の方向にカプセル型内視鏡３１０の径方向を変化させることができる。具体的には、図２３（１）〜（３）に示す磁界Ｍ３１〜Ｍ３３のように管腔を中心とする回転磁界が与えられた場合には、矢印Ｙ３３ａ，Ｙ３３ｂ，Ｙ３３ｃのように永久磁石３１８も回転磁界の回転にしたがってカプセル型内視鏡３１０の長軸を中心に回転し、これにともない、カプセル型内視鏡３１０全体も矢印Ｙ３３のように回転する。この場合、突出していた針３１６もカプセル型内視鏡３１０全体の回転にともなって移動するため、図２３（３）に示すように、針３１６の先端部に引っかかった腸壁Ｗｉが伸展され、カプセル型内視鏡３１０全体の回転による運動量が針３１６の先端にかかって針３１６は腸壁Ｗｉ内に確実に刺さる。【００７５】
または、磁界発生部２は、図２４（１）に示すように、管腔に対し斜めの磁界Ｍ３４を印加してカプセル型内視鏡３１０本体を傾かせることによって図２４（２）のように腸壁Ｗｉを伸展させたうえで、磁界Ｍ３４と同じ角度を持つとともにカプセル型内視鏡３１０の外周に沿って回転する回転磁界Ｍ３５を印加してもよい。この回転磁界Ｍ３５の回転にしたがって、矢印Ｙ３５に示すようにカプセル型内視鏡３１０も回転するため、カプセル型内視鏡３１０の外表面に突出した針３１６は、伸展した腸壁Ｗｉに確実に刺さる。【００７６】
このように、実施の形態３のように針３１６をカプセル型内視鏡３１０の外表面に突出させる場合も、永久磁石３１８に与える磁界の向きを変化させることによって、カプセル型内視鏡３１０全体の向きの変化による大きな動きを針３１６に与えて針３１６を穿刺対象層に確実に刺すことができる。【００７７】
ここで、針３１６の先端が腸壁などの穿刺対象層の組織に引っかかった後に回転磁界によってカプセル型内視鏡３１０が回転することによって、針３１６を確実に穿刺できる。しかしながら、図２５（１）に示すように、針の突出長さが短く針１１６の先端が腸壁Ｗｉなどの穿刺対象層の組織に引っかからなかった場合には、カプセル型内視鏡全体が回転した場合であっても、図２５（２）に示すように、針１１６の先端が腸壁Ｗｉの組織表面で滑って空転してしまい、針１１６が刺さらない。このため、針３１６の先端が穿刺対象層の組織に引っかかるように、針３１６の突出長さや針３１６の配設位置を設定する必要がある。【００７８】
具体的には、図２６（１）に示すように、領域Ｓ３３ａにおいて針３１６の先端に腸壁Ｗｉが引っかかり、矢印Ｙ３７に示すようにカプセル型内視鏡３１０の回転によって腸壁Ｗｉが伸展できるように、図２６（２）の領域Ｓ３３ｂに示すように、針３１６の先端とカプセル型内視鏡３１０の筐体との間に、腸壁Ｗｉの組織が十分に入り込める空間が必要となる。【００７９】
たとえば、ヒトの小腸を針の穿刺対象層とした場合を例に針３１６の具体的構造および設置位置条件についてさらに詳細に説明する。図２７に示すように、小腸の粘膜層Ｗｉｓは、内腔に向かって伸びる細長い毛状の絨毛Ｈｊと呼ばれる組織から成り立つ。この絨毛Ｈｊの長さは、１ｍｍ程度である。薬液を注入したい粘膜下層は、この絨毛Ｈｊの根元部に当たる。このため、図２８に示すように、針３１６の先端とカプセル型内視鏡３１０の外周の中心を結ぶ直線Ｌ０上で、針３１６の先端部とカプセル型内視鏡３１０の筐体との間に１ｍｍを超える空間ができるように針３１６の構造および設置位置を設定すれば、この空間内に絨毛Ｈｊが入り込み、針３１６の先端部が目標とする粘膜下層に到達することができる。針３１６の先端部が粘膜下層に到達している状態でカプセル型内視鏡３１０全体をカプセル型内視鏡３１０の長軸を中心に回転させることによって、針３１６が粘膜下層に穿刺され、薬液の注入が可能になる。【００８０】
つぎに、針３１６の先端とカプセル型内視鏡３１０の外周の中心を結ぶ直線Ｌ０上で、針３１６の先端部とカプセル型内視鏡３１０の筐体との間に１ｍｍを超える空間ができる針３１６の突出角度について説明する。この針３１６の突出角度を、図２９に示すように、針３１６のカプセル型内視鏡３１０の筐体側である下側の母線と、この母線がカプセル型内視鏡３１０の筐体外周と交わる点における接線Ｌｓとが成す角度をθとする。カプセル型内視鏡３１０が長軸を中心として回転した場合、図３０に示すように、針３１６の先端において、上述した接線Ｌｓと略平行な方向に小腸組織からの力Ｆを受ける。このうち、針３１６の移動方向と平行である力Ｆの成分が針３１６における小腸組織への穿刺力Ｆ´となる。針３１６の突出角度は、上述した母線と接線Ｌｓとが成す角度θであるため、穿刺力Ｆ´の大きさは、Ｆｃｏｓθとなる。ここで、角度θが４５°以下である場合には、穿刺力Ｆ´に垂直である力Ｆの一方の成分よりも穿刺力Ｆ´の方が大きくなるため、カプセル型内視鏡３１０の回転によって発生する力を効率的に穿刺に使用することができる。したがって、針３１６の突出角度θは、４５°以下であることが望ましい。【００８１】
次いで、針３１６の突出長さＬの最小値について説明する。図３１のように、針３１６を含むカプセル型内視鏡３１０の長軸方向に垂直である断面を求め、カプセル型内視鏡３１０の長軸を原点とし、座標系を当てはめる。カプセル型内視鏡３１０の外径を２ｒ、針３１６の先端部に対応する点をＴとする。【００８２】
図３２に示すように、針３１６の突出角度θおよび針３１６の突出長さＬとした場合、点Ｔは、（Ｌｃｏｓθ，Ｌｓｉｎθ＋ｒ）の座標となる。この場合、針３１６の先端部とカプセル型内視鏡３１０筐体との間の長さである針下長さＵは、以下の（１）式で表される。
Ｕ＝（（Ｌｃｏｓθ）２＋（Ｌｓｉｎθ＋ｒ）２）１／２−ｒ              （１）【００８３】
針下長さＵは、前述したように１ｍｍ以上であればよいので、Ｕ≧１が成り立つ。このため、（１）式をもとに、以下の（２）式が導かれる。
Ｌ２＋２ｒＬｓｉｎθ−（２ｒ＋１）≧０                              （２）【００８４】
図３２により、突出長さＬが同じ場合には、突出角度θが大きいほど針下長さＵも大きくなる。言い換えると、突出角度θが大きいほどＵ≧１を満たす長さＬが短くなる。突出角度θは、４５°以下が望ましいため、突出角度θが４５°であるときに、突出長さＬが最小値となる。ここで、θ＝４５°を（２）式に代入すると、以下の（３）式が求められる。
Ｌ２＋２１／２ｒＬ−（２ｒ＋１）≧０                                  （３）
この（３）式を変形すると、（４）式が得られる。
（Ｌ＋２１／２ｒ／２）２＋（ｒ２／２＋２ｒ＋１）≧０                   （４）【００８５】
この（４）式において、Ｘ＝Ｌ＋２１／２ｒ／２、Ｐ＝ｒ２／２＋２ｒ＋１とすると、以下の（５）式となる。
Ｘ２−Ｐ＝（Ｘ＋Ｐ１／２）（Ｘ−Ｐ１／２）≧０                          （５）
ｒ＞０であるため、Ｐ＞０を導くことができる。【００８６】
したがって、Ｐ１／２＞０が成り立つため、（５）式が成り立つＸの範囲は、Ｐ１／２≦Ｘである。これに、Ｘ＝Ｌ＋２１／２ｒ／２、Ｐ＝ｒ２／２＋２ｒ＋１を当てはめることによって、以下の（６）式が成り立つ。
Ｌ＋２１／２ｒ／２≧（ｒ２／２＋２ｒ＋１）１／２                        （６）
そして、（６）式より、Ｌの最小値であるＬminは、以下の（７）式のようになる。
Ｌmin＝（ｒ２／２＋２ｒ＋１）１／２―２１／２ｒ／２                      （７）
ｒの値が小さいほどＵ≧１を満たすＬの最小値Ｌminも小さくなる。【００８７】
小腸用のカプセル型内視鏡３１０は、外径が５ｍｍ以上であることが一般的であるため、Ｒ≧５とすると、ｒの最小値は、２．５ｍｍとなる。このｒの最小値２．５ｍｍを（７）式に当てはめることによって、以下の（８）式のようにＬminの値を決定することができる。
Ｌ≒１．２５３〔ｍｍ〕                                              （８）
このように、針３１６の突出長さＬの最小値は、１．２５３ｍｍとなる。したがって、突出長さＬが１．２６ｍｍよりも長ければ、針３１６とカプセル型内視鏡３１０の筐体との間に絨毛Ｈｊの長さ１ｍｍを超えた高さの空間を形成することができる。【００８８】
なお、カプセル型内視鏡３１０の最大径は、被検体内への挿入性を考慮すると、２０ｍｍ以下であることが望ましい。また、カプセル型内視鏡３１０の筐体の径が小さいほうが、針３１６と筐体との間に形成される空間の高さが１ｍｍを超えるため、針３１６の突出長さＬを小さくすることができ、この針３１６の突出および収納を駆動するアクチュエータ１５をより小型化することが可能になる。【００８９】
（変形例１）
つぎに、本発明にかかるカプセル型内視鏡の変形例１について説明する。上述した実施の形態３にかかるカプセル型内視鏡３１０では、アクチュエータ１５の駆動によって針３１６を突没していたが、この針３１６は、永久磁石３１８の回転によって突没してもよい。図３３は、本発明の変形例１にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。図３４は、図３３に示すカプセル型内視鏡のＣＣ断面図である。なお、図３４には、この変形例１にかかるカプセル型内視鏡３１０ａの要部である針３１６の突没機構部分が図示されている。【００９０】
図３３，３４に示すように、この変形例１にかかるカプセル型内視鏡３１０ａは、上述した実施の形態３にかかるカプセル型内視鏡３１０と同様の構造を有するカプセル型の筐体３１１の内部に、永久磁石３１８の回転力によって針３１６を突没する突没機構３１２と、突没機構３１２および永久磁石３１８を支持する回転軸３１３と、この回転軸３１３を回転自在に支持する軸受け部３１４と、筐体３１１に対する永久磁石３１８の接続状態を切り替える接続状態切替部３１５とを備える。また、針３１６は、特に図示しないが、チューブ等を介してバルブ１４と連通する。その他の構成は実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。【００９１】
突没機構３１２は、筐体３１１に対する相対的な永久磁石３１８の回転によって筐体３１１から針３１６を突没するための機構であり、図３３，３４に示すように、互いにかみ合うラック３１２ａおよびピニオンギア３１２ｂを組み合わせて実現される。ラック３１２ａは、ピニオンギア３１２ｂとかみ合う歯を備えた棒状部材である。このラック３１２ａの端部には、上述した実施の形態３の場合と同様に傾斜した状態の針３１６が固定される。この場合、針３１６は、その先端方向が永久磁石３１８の磁化方向と同一面内となるように設けられる。かかるラック３１２ａは、ピニオンギア３１２ｂの回転運動を直線運動に変換して、筐体３１１から針３１６を突出し、突出状態の針３１６を筐体３１１の内部に収納する。ピニオンギア３１２ｂは、回転軸３１３の端部に固定され、ラック３１２ａとかみ合うように配置される。ピニオンギア３１２ｂは、回転軸３１３を介して永久磁石３１８の回転動作をラック３１２ａに伝える。【００９２】
回転軸３１３は、図３３に示すように、永久磁石３１８の略中央部に形成された貫通穴に挿入した状態で永久磁石３１８に対して固定される。また、回転軸３１３の一端部には、上述したようにピニオンギア３１２ｂが取り付けられ、回転軸３１３の他端部は、軸受け部３１４に取り付けられる。軸受け部３１４は、図３３に示すように筐体３１１の内壁側延出部に配置され、この回転軸３１３の他端部を回転自在に支持する。【００９３】
接続状態切替部３１５は、筐体３１１に対する永久磁石３１８の接続状態を切り替えるためのものであり、可動式の接続部材３１５ａと、この接続部材３１５ａの駆動源であるアクチュエータ３１５ｂとを用いて実現される。接続部材３１５ａは、図３３に示すように筐体３１１の内壁側延出部に配置される。接続部材３１５ａは、回転軸３１３を介して永久磁石３１８を筐体３１１に対して接続し、この筐体３１１に対する永久磁石３１８の接続状態を固定状態と可動自在状態とに切り替える。具体的には、接続部材３１５ａは、アクチュエータ３１５ｂの駆動力をもとに回転軸３１３に近づく方向に動作して、回転軸３１３を側方から挟持する（図３３参照）。この結果、接続部材３１５ａは、この回転軸３１３を介して永久磁石３１８を筐体３１１に対して固定状態にする。また、接続部材３１５ａは、アクチュエータ３１５ｂの駆動力をもとに回転軸３１３から離間する方向に動作して、この回転軸３１３の挟持状態を解除する。この結果、接続部材３１５ａは、かかる筐体３１１に対する永久磁石３１８の固定状態を解除して、筐体３１１に対して永久磁石３１８を可動自在状態にする。アクチュエータ３１５ｂは、上述した制御基板１７の制御回路によって駆動制御される。【００９４】
ここで、かかる筐体３１１に対する永久磁石３１８の固定状態とは、永久磁石３１８が回転軸３１３を介して相対的に筐体３１１に固定された状態である。図３５は、筐体に対する永久磁石の接続状態が固定状態である場合のカプセル型内視鏡の動作を例示する模式図である。筐体３１１に対して固定状態の永久磁石３１８は、図３５に示すように、外部から印加された磁界Ｍ３６に追従して筐体３１１とともに回転する。カプセル型内視鏡３１０ａは、かかる筐体３１１に対して固定状態の永久磁石３１８の回転に追従して、例えば筐体３１１の周方向に回転する。この場合、永久磁石３１８は筐体３１１に対して相対的に回転しないため、ラック３１２ａおよびピニオンギア３１２ｂは動作せず、この結果、カプセル型内視鏡３１０ａは、筐体３１１から針３１６を突没させない。【００９５】
一方、かかる筐体３１１に対する永久磁石３１８の可動自在状態とは、永久磁石３１８が筐体３１１に対して相対的に回転自在な状態である。図３６は、筐体に対する永久磁石の接続状態が接続部材によって可動自在状態に切り替わった状態を示す模式図である。図３７は、筐体に対する永久磁石の接続状態が可動自在状態である場合のカプセル型内視鏡の動作を例示する模式図である。図３６，３７に示すように、筐体３１１に対して可動自在状態の永久磁石３１８は、外部から印加された磁界Ｍ３６に追従して、筐体３１１に対して相対的に回転する。この場合、永久磁石３１８は、回転軸３１３を介してピニオンギア３１２ｂに回転動作を伝える。ピニオンギア３１２ｂは、かかる永久磁石３１８の回転に伴って回転する。ラック３１２ａは、かかるピニオンギア３１２ｂの回転動作を直線動作に変換して、図３７に示すように筐体３１１から針３１６を突出させる。その後、かかる可動自在状態の永久磁石３１８に対して磁界Ｍ３６と反対方向の回転磁界が印加された場合、この永久磁石３１８は、この反対方向の回転磁界に追従して、筐体３１１に対して相対的に回転する。この場合、永久磁石３１８は、回転軸３１３を介してピニオンギア３１２ｂに反対方向の回転動作を伝える。ピニオンギア３１２ｂは、かかる永久磁石３１８の回転に伴って反対方向に回転する。ラック３１２ａは、かかるピニオンギア３１２ｂの回転動作を直線動作に変換して、突出状態の針３１６を筐体３１１に収納する。【００９６】
なお、かかる針３１６の突没動作時において、永久磁石３１８は筐体３１１に対して回転自在な状態であるため、カプセル型内視鏡３１０ａは、かかる状態の永久磁石３１８の回転動作に追従せず、回転しない。【００９７】
このように、本発明の変形例１では、筐体に対する永久磁石の接続状態を接続部材によって固定状態と可動自在状態とに切り替えるようにし、筐体に対する永久磁石の接続状態を固定状態にした場合、この固定状態の永久磁石の回転に追従してカプセル型内視鏡が回転し、筐体に対する永久磁石の接続状態を可動自在状態にした場合、筐体に対して相対的な永久磁石の回転に追従して針の突没機構を動作させて、筐体から針を突没するように構成した。このため、外部磁界の印加によってカプセル型内視鏡の磁気誘導と針の突没動作とを選択的に分けて実行することができ、この結果、カプセル内視鏡の磁気誘導および針の突没動作に必要な消費エネルギーを低減することができる。【００９８】
なお、この変形例１にかかるカプセル型内視鏡３１０ａは、筐体３１１の外表面に螺旋構造体を備え、筐体３１１に対して固定状態の永久磁石３１８の回転によって推進するように構成してもよい。また、この変形例１における針３１６の突没機構３１２は、上述したラック３１２ａおよびピニオンギア３１２ｂを組み合わせたものに限らず、カムを用いたものであってもよいし、ベルトおよびプーリを組み合わせたものであってもよいし、クランク機構を用いたものであってもよい。【００９９】
（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４について説明する。図３８は、実施の形態４におけるカプセル型内視鏡の内部構成を示す図である。実施の形態４にかかるカプセル導入システムは、図１と同様の構成を有し、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、薬液の注入を行なうことができる。【０１００】
図３８に示すように、実施の形態４にかかるカプセル導入システムにおいては、カプセル型内視鏡１０と同様に、筐体の長軸方向と磁化方向が略平行となる永久磁石１８を有するカプセル型内視鏡４１０を使用する。そして、針１６の先端方向は径方向と略並行であり、針１６は、アクチュエータ１５の駆動にしたがってカプセル型内視鏡４１０の径方向に突出または収納する。したがって、永久磁石１８の磁化方向と針１６の先端方向とは、ほぼ垂直となる。【０１０１】
さらに、カプセル型内視鏡４１０の針１６の先端方向側に錘２２０が設けられている。錘２２０は、カプセル型内視鏡４１０の長軸から、針１６の先端方向側にずれた位置に設けられている。このため、錘２２０によって、カプセル型内視鏡４１０の筐体の重心は、カプセル型内視鏡４１０の筐体の長軸からずれることとなり、カプセル型内視鏡４１０の筐体の重心は、針１６の先端方向側となる。言い換えると、針１６の先端方向は、この錘２２０によってずれたカプセル型内視鏡４１０の筐体の重心がずれた方向、すなわち、重心における中心軸からのずれ方向に対応した方向となる。【０１０２】
つぎに、カプセル型内視鏡４１０を使用した場合におけるカプセル方向変化処理について詳細に説明する。たとえば、図３９に示すように、下方に胃壁Ｗｓがある広い空間における場合について説明する。この場合、磁界発生部２は、図３９（１）に示すように、胃壁Ｗｓの表面と並行である方向の磁界Ｍ４１ａをカプセル型内視鏡４１０に与える。この結果、永久磁石１８の方向が磁界Ｍ４１ａにしたがって変化し、これにともないカプセル型内視鏡４１０の方向も変化する。そして、カプセル型内視鏡４１０は、カプセル型内視鏡４１０内の錘２２０によって、この錘２２０が下方の胃壁Ｗｓ側に向くように位置決めされる。つぎに、磁界発生部２は、図３９（２）に示すように、胃壁Ｗｓの上を向く磁界Ｍ４１ｂをカプセル型内視鏡４１０に与え、永久磁石１８の方向を変えてカプセル型内視鏡４１０を立ち上げる。次いで、磁界発生部２は、図３９（３）の矢印Ｙ４１に示すように、胃壁Ｗｓの上方から胃壁Ｗｓ側に方向を変化させた磁界Ｍ４２ａ，Ｍ４２ｂ，Ｍ４２ｃをカプセル型内視鏡４１０に与える。【０１０３】
この結果、矢印Ｙ４２に示すように、カプセル型内視鏡４１０は、与えられていた磁界の方向の変化にしたがって胃壁Ｗｓ側に倒れ、倒れるカプセル型内視鏡４１０全体の重さが針１６の先端にかかることによって突出していた針１６が胃壁Ｗｓに刺さる。この場合、カプセル型内視鏡４１０は、錘２２０が設けられた側を下側にして倒れるため、この錘２２０が設けられた側に対応して設けられた針１６は、胃壁Ｗｓに確実に穿刺することとなる。さらに、錘２２０を設けてカプセル型内視鏡４１０の重心を長軸から針の先端方向側へずらすことによって、カプセル型内視鏡４１０が倒れるときの運動量を大きくすることができるため、針１６の穿刺をさらに確実化することができる。【０１０４】
このように、実施の形態４においては、錘２２０を設けてカプセル型内視鏡４１０の重心を突出した針１６の先端方向側にずらすことによって、穿刺対象層への針１６の穿刺をさらに確実化している。【０１０５】
なお、本実施の形態４においては、図３９（３）において、磁界発生部２は、磁界の印加を停止して発生磁界を０にして、カプセル型内視鏡４１０自体の重みでカプセル型内視鏡４１０を倒してもよい。この場合も同様に、錘２２０が設けられた側を下側にして倒れるため、この錘２２０が設けられた側に対応して設けられた針１６は、胃壁Ｗｓに確実に穿刺することとなる。【０１０６】
また、本実施の形態４においては、図４０に示すカプセル型内視鏡４１０ａのように、永久磁石１８の位置をカプセル型内視鏡４１０ａの先端方向にずらしてもよい。また、図４１に示すカプセル型内視鏡４１０ｂのように、錘２２０をカプセル型内視鏡４１０ｂの先端方向にずらしてもよく、図４２に示すカプセル型内視鏡４１０ｃのように、永久磁石４１８をカプセル型内視鏡４１０ｃの先端方向に設けて錘２２０としての機能を持たせてもよい。このようにカプセル型内視鏡４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃの重心を長軸から針の先端方向側にずらすことによって、図３９（２），（３）の場合と同様に、立ち上がったカプセル型内視鏡４１０ａをさらに勢いを付けて倒すことができ、針の穿刺をさらに確実化することができる。【０１０７】
（実施の形態５）
つぎに、実施の形態５について説明する。図４３は、実施の形態５におけるカプセル型内視鏡の内部構成を示す図であり、図４４は、実施の形態５におけるカプセル型内視鏡の右側面図である。なお、実施の形態５にかかるカプセル導入システムは、図１と同様の構成を有し、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、薬液の注入を行なうことができる。【０１０８】
実施の形態５にかかるカプセル導入システムにおいては、図４３および図４４に示すように、カプセル型内視鏡２１０と比して、カプセル型内視鏡の筐体の外表面に、このカプセル型内視鏡５１０を推進させる螺旋５２１をさらに有するカプセル型内視鏡５１０を使用する。この螺旋５２１は、管状になっており、図４４に示すように、螺旋５２１の先端には、針１６が突出可能となるように設けられている。【０１０９】
薬液タンク１３とバルブ１４とは、螺旋５２１が形成する管路と螺旋５２１先端に設けられた針１６とに連結している。そして、薬液タンク１３とバルブ１４とは、モータ５２０の回転にしたがって、一体となってカプセル型内視鏡５１０の筐体内を回転する。この場合、バルブ１４は、カプセル型内視鏡５１０の筐体内に設けられた溝５２２に沿って図４３（２）に示す矢印Ｙ５１の方向に筐体内を移動する。そして、モータ５２０の回転により薬液タンク１３およびバルブ１４が溝５２２に沿って回転移動することによって、薬液タンク１３およびバルブ１４と連結した針１６も螺旋５２１内から押し出され、図４４（２）の矢印Ｙ５２に示すように、螺旋５２１の先端から突出する。薬液タンク１３およびバルブ１４が回転可能である位置まで移動した場合、針１６も螺旋５２１から完全に突出する。そして、薬液タンク１３およびバルブ１４が回転可能である位置まで移動した場合、薬液タンク１３と螺旋５２１の管内の注入口とが接続し、薬液タンク１３から螺旋５２１が構成する管内に薬液が流れ込む。なお、モータ５２０は、受信部３から送信された無線信号の指示をもとに制御基板１７の制御にしたがって、回転を開始または停止する。また、このモータ５２０は、電池１９から供給された電力を用いて回転動作を行なう。【０１１０】
カプセル型内視鏡５１０においては、カプセル型内視鏡５１０の長軸周りに回転磁界がかかることによってカプセル型内視鏡５１０が回転する。カプセル型内視鏡５１０が回転すると螺旋５２１が体内の消化管壁に合うようになりカプセル型内視鏡５１０がネジのように軸方向に移動できる。【０１１１】
ここで、実施の形態５においては、磁界制御部８は、針１６の突出方向と、螺旋５２１の推進方向とが一致するように、永久磁石２１８を回転させる回転磁界を磁界発生部２に発生させて、カプセル型内視鏡５１０全体を回転させる。【０１１２】
具体的には、磁界発生部２は、図４５に示すように、矢印Ｙ５２に示す針１６の突出方向と同じ方向である矢印Ｙ５３の方向に螺旋５２１が推進するように、この矢印Ｙ５３の方向に回転する回転磁界Ｍ５１をカプセル型内視鏡５１０に与える。この結果、カプセル型内視鏡５１０が矢印Ｙ５３に示すように回転し、螺旋５２１も矢印Ｙ５３の方向に推進する。したがって、螺旋５２１の矢印Ｙ５３の方向への推進にしたがって螺旋５２１の先端から突出した針１６の先端も矢印Ｙ５３に示す方向に移動し、針１６は、そのままカプセル型内視鏡５１０の下部にある穿刺対象層（図示せず）に刺さる。針１６の先端には、回転磁界Ｍ５１によって回転するカプセル型内視鏡５１０全体の重みがかかるため、針１６は、このカプセル型内視鏡５１０全体の重みによる大きな運動量にしたがって穿刺対象層に確実に刺さる。なお、ユーザは、回転磁界Ｍ５１の印加中におけるカプセル型内視鏡５１０の回転中にモータ５２０を回転させて針１６を突出させるように入力部６を介して指示してもよい。また、ユーザは、回転磁界Ｍ５１の印加によってカプセル型内視鏡５１０が回転し螺旋５２１の先端が穿刺対象層に接触したときにモータ５２０を回転させて針１６を突出させるように入力部６を介して指示してもよい。【０１１３】
実施の形態５のように螺旋５２１の先端に針１６を設けた場合においても、磁界制御部８は、針１６の突出方向と、螺旋５２１の推進方向とが一致するように、永久磁石２１８を回転させる回転磁界を磁界発生部２に発生させることによって、針１６に大きな動きを与えて、針１６を穿刺対象層に確実に刺すことができる。【０１１４】
なお、磁界発生部２は、回転磁界Ｍ５１を与えてカプセル型内視鏡５１０を回転させた後に勾配磁界を与えて磁気引力を発生させて、穿刺対象層への針１６の穿刺をさらに確実なものとしてもよい。【０１１５】
また、実施の形態１〜５においては、カプセル型内視鏡１０，２１０，３１０，４１０，５１０の方向を所望の方向に変化させるために与える磁界について説明したが、この磁界は、針の先端方向および永久磁石の磁化方向と略平行である平面内で方向を変化させた磁界である。すなわち、針の先端方向を所望の方向に変化させるためには、カプセル型内視鏡自体の方向を所望の方向に変化させる必要がある。このため、永久磁石に対して、針の先端方向と永久磁石の磁化方向と略平行である平面内で、針の先端方向を所望の方向に変化可能である方向の磁界を印加する必要がある。したがって、磁界制御部８は、磁界発生部２に対して、針の先端方向および永久磁石の磁化方向と略平行である平面内で方向を変化させた磁界を発生させて、永久磁石の方向を変化させてカプセル型内視鏡全体の方向を変化させる必要がある。【０１１６】
また、実施の形態１〜５においては、受信部３は、入力部６から入力された指示にしたがって薬液の注入を指示する無線信号を送信する場合について説明したが、これに限らず、受信部３は、自動病変検出機能を備え、出血部や潰瘍部などの病変を検出した場合に自動的に薬液の注入を指示する無線信号を送信してもよい。この場合、制御部４は、受信部３の病変部検出結果をもとに、磁界制御部８に穿刺を行なうための磁界発生を指示するように動作してもよい。【０１１７】
（変形例２）
つぎに、本発明の変形例２について説明する。上述した実施の形態５では、アクチュエータの回転駆動によって針を突没させていたが、この変形例２では、さらに、撮像部の撮像視野内に針を突出させるようにしている。図４６は、本発明の変形例２にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。図４６に示すように、この変形例２にかかるカプセル型内視鏡５１０ｂは、上述した螺旋５２１を筐体の外表面に備えておらず、その代わりに、カプセル本体５１１の光学ドーム部以外を覆うシース５１２を備える。また、カプセル型内視鏡５１０ｂは、上述したモータ５２０の代わりに、略半輪形状の針１６を回転駆動する回転アクチュエータ５１３を備える。なお、このカプセル本体５１１は、かかる回転アクチュエータ５１３の機能以外、上述したカプセル型内視鏡５１０と同様の機能を備える装置である。その他の構成は実施の形態５と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。【０１１８】
針１６は、螺旋形状または略半輪形状の注射針であり、図４６に示すようにカプセル本体５１１の光学ドーム部近傍に配置される。針１６は、チューブ等を介してバルブ１４と連通し、このバルブ１４の開動作によって薬液タンク１３と連通する。回転アクチュエータ５１３は、上述したモータ５２０と同様に制御基板１７の制御回路によって駆動制御され、針１６を回転させて突没する。この場合、回転アクチュエータ５１３は、撮像素子１２の撮像視野内に針１６を突出させる。なお、かかる回転アクチュエータ５１３は、図４６に示すようにカプセル本体５１１の筐体外表面に配置されてもよいし、筐体内部に配置されてもよい。【０１１９】
シース５１２は、カプセル型内視鏡５１０ｂの筐体の一部分であり、図４６に示すようにカプセル本体５１１に取り付けられ、このカプセル本体５１１の光学ドーム部以外を覆う。この場合、シース５１２は、突出前の針１６および回転アクチュエータ５１３を内包する。なお、かかるシース５１２内の針１６は、回転アクチュエータ５１３の駆動力によって回転しつつ、シース５１２から突没する。【０１２０】
つぎに、この変形例２にかかるカプセル型内視鏡５１０ｂの針突没動作について説明する。図４７は、この変形例２にかかるカプセル型内視鏡が撮像視野内に針を突出した状態を示す模式図である。図４８は、この変形例２にかかるカプセル型内視鏡が撮像する画像の一例を示す模式図である。【０１２１】
被検体内部に導入されたカプセル型内視鏡５１０ｂは、被検体の臓器内部を移動しつつ、この被検体の臓器内部の画像である体内画像を順次撮像し、得られた体内画像を外部の受信部３（図１参照）に順次無線送信する。医師または看護師等のユーザは、かかるカプセル型内視鏡５１０ｂによって撮像された体内画像を表示部５（図１参照）に表示させて観察しつつ、このカプセル型内視鏡５１０ｂが被検体内部における患部等の所望部位に到達したか否かを判断する。【０１２２】
ここで、被検体内部のカプセル型内視鏡５１０ｂが体内における所望部位に到達した場合、図１に示した制御部４は、入力部６の入力情報に基づいて制御信号を生成し、この生成した制御信号をカプセル型内視鏡５１０ｂに無線送信するように受信部３を制御する。カプセル型内視鏡５１０ｂは、かかる制御部４からの制御信号に基づいて針１６を突出させつつ、体内画像を撮像する。この場合、針１６は、図４７に示すように、シース５１２から突出して撮像素子１２の撮像視野内に位置する。撮像素子１２は、かかる撮像視野内の針１６を含む体内画像を撮像する。かかる撮像素子１２によって撮像された体内画像には、例えば図４８に示すように、体内における所望部位の一例である患部５１４と突出状態の針１６とが含まれる。ユーザは、かかる体内画像を参照することによって、針１６と患部５１４との相対位置関係を容易に視認できる。ユーザは、かかる体内画像をもとに針１６と患部５１４との相対位置関係を確認しつつ、カプセル型内視鏡５１０ｂの磁気誘導および針突出動作を操作する。かかるユーザ操作に基づいて、被検体内部のカプセル型内視鏡５１０ｂは、患部５１４近傍に針１６を突出した上で磁気誘導され、これによって、確実に患部５１４に針１６を突き刺すことができる。この結果、カプセル型内視鏡５１０ｂは、この患部５１４に薬液を確実に注射することができる。【０１２３】
このように、本発明の変形例２では、カプセル型内視鏡に内蔵した撮像素子の撮像視野内に注射針を突出して、被検体内部における患部等の所望部位と注射針との相対位置関係を捉えた体内画像を撮像するように構成した。このため、体内画像をもとに被検体内部の所望部位と注射針との相対位置関係を容易に視認でき、この体内画像を参照しつつカプセル型内視鏡の磁気誘導および針突出動作を操作することによって、この所望部位に容易に注射針を突き刺すことができる。この結果、体内部位に対する注射針の穿刺後に注射針を必要以上に突出させることなく、確実に所望部位に薬液を注射することができる。また、この所望部位に対する薬液の注射状況を体内画像によって視認できるため、所望部位からの薬液の漏出が発生した場合に即座に薬液放出を停止させることができる。【０１２４】
なお、この変形例２にかかるカプセル型内視鏡５１０ｂに例示されるような針突出動作は、上述した実施の形態１〜５にかかるカプセル型内視鏡に適用することもできる。すなわち、実施の形態１〜５にかかるカプセル型内視鏡は、撮像素子の撮像視野内に注射針を突出し、この突出した注射針を被写体として含む体内画像を撮像してもよい。この場合も、上述した変形例２にかかるカプセル型内視鏡５１０ｂと同様の作用効果を享受することができる。【０１２５】
（変形例３）
つぎに、変形例３について説明する。実施の形態１〜５においては、電池１９から供給される電力を用いてアクチュエータ１５またはモータ５２０を動作させて針を突出させる場合について説明したが、変形例３においては、筐体内に設けられた二つの永久磁石間における反発力を利用して針を突出する場合について説明する（たとえば、本出願人による特願２００７−４６０１３がある。）。この場合、カプセル型内視鏡の筐体内に、磁化方向を含む平面内で相対的に回転可能に設置された第１の永久磁石および第２の永久磁石を設け、第１の永久磁石および第２の永久磁石が互いに反発力を発生する方向に第１の永久磁石および／または第２の永久磁石を相対的に回転させる磁界を与えればよい。【０１２６】
具体的に、図４９および図５０を参照して説明する。図４９（１），（２）は、変形例３にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図であり、図４９（３）は、図４９（２）におけるＥＥ線でカプセル型内視鏡を切断した断面図である。図５０は、変形例３にかかるカプセル型内視鏡の所定の各状態において磁界発生部２が印加する磁界強度を示す図である。図４９に示すように、変形例３にかかるカプセル型内視鏡５１０ａにおいては、回転可能であり図４９（２）の矢印Ｙ５１ｂの方向に移動可能である回転移動磁石５１８ａと、回転可能である回転磁石５１８ｂとが相対するように設けられている。回転磁石５１８ｂが円滑に回転するように回転磁石５１８ｂの接触面上に摩擦低減部材５０９が設けられている。また、カプセル型内視鏡５１０ａにおいては、回転磁石５１８ｂ側の仕切りに回転移動磁石５１８ａが接触した場合には、回転が拘束されるように、回転移動磁石５１８ａの回転磁石５１８ｂ側の表面上には、高摩擦部材５０８が設けられている。また、カプセル型内視鏡５１０ａは、回転移動磁石５１８ａの回転時に回転移動磁石５１８ａに接続する歯車５０２ａと噛み合って回転針５１６の回転動作を制御する歯車５０２ｂを有する。【０１２７】
まず、図５０の曲線ｌ５１ｄに示すように、磁界発生部２は、回転磁石５１８ｂよりも体積が大きい回転移動磁石５１８ａが回転可能となる磁界強度Ｇ５１よりも弱い磁界強度で、カプセル型内視鏡５１０ａの長軸周りに回転磁界を印加する。この場合、図４９（１）に示すように、回転移動磁石５１８ａは、高摩擦部材５０８によって回転が拘束された状態となる。【０１２８】
薬液タンク１３内の薬剤の局注時には、図５０の曲線ｌ５４ｄに示すように、磁界発生部２は、回転移動磁石５１８ａがカプセル型内視鏡５１０ａ内で回転可能となる磁界強度Ｇ５１よりも強い磁界強度の磁界Ｍ５１を印加する。この場合、図４９（２）の矢印Ｙ５１ａに示すように、回転移動磁石５１８ａおよび回転磁石５１８ｂが磁界Ｍ５１にしたがって同じ向きに回転し、反発力Ｈ５１が発生する。そして、図４９（２）の矢印Ｙ５１ｂに示すように、回転移動磁石５１８ａは、この反発力Ｈ５１によって回転磁石５１８ｂから離れるように左方向に移動し、回転移動磁石５１８ａに設けられた歯車５０２ａは歯車５０２ｂと噛み合う。また、回転移動磁石５１８ａにおいては、高摩擦部材５０８による回転の拘束が解除され、回転可能となる。そして、カプセル型内視鏡５１０ａは、磁界強度Ｇ５１よりも強い磁界強度で回転針５１６の回転方向に対応した向きの磁界が印加されることによって回転し、これにともない歯車５０２ａ，５０２ｂもそれぞれ回転する。この結果、図４９（３）に示すように、歯車５０２ｂの回転によって、回転針５１６が矢印Ｙ５１ｃに示すように回転し、カプセル型内視鏡５１０ａ外に突出する。そして、回転針５１６が回転停止面に接触すると、カプセル型内視鏡５１０ａ本体が回転し、腸管などの周方向に沿って回転針５１６が穿刺される。さらに、薬液タンク１３の貫通穴５３３と回転針５１６の図示しない貫通穴が接続するため、薬液タンク１３内の薬剤が回転針５１６を介して所望の領域に注入されることとなる。【０１２９】
そして、磁界強度Ｇ５１よりも強い磁界強度のまま磁界の向きを逆転させることによって、回転針５１６がカプセル型内視鏡５１０ａ内に収納され、さらに、印加された磁界の磁界強度Ｇ５１よりも弱めることによって、回転移動磁石５１８ａが図４９（１）に示すようにカプセル型内視鏡５１０ａに固定されることとなる。このように、筐体内に設けられた二つの永久磁石間における反発力を利用して円滑に針１６を突出してもよい。【０１３０】
なお、これまで被検体内導入装置として光学的観察を行なうカプセル型内視鏡について説明してきたが、光学的観察に限らず、超音波断層観察やｐＨ計測等を行なうカプセル型医療装置でも構わない。また、カプセル型筐体に細長挿入部を取り付けたひも付きカプセル型医療装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
以上のように、本発明にかかる被検体内導入システムは、被検体内部に導入した被検体内導入装置による体内部位への薬液注射に有用であり、特に、体内部位の穿刺対象層に注射針を確実に刺すことができる被検体内導入システムに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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